Tarina alkaa

“Tämä on tarina laajan monitieteisen tutkimusprojektin etenemisestä kohti tavoitettaan. Tavoitteena on löytää tapa hyödyntää uusiutuvia luonnonvaroja mahdollisimman laajasti ja tehokkaasti energiatarpeen tyydyttämisessä. Tutkimushanketta rahoittaa Strategisen tutkimuksen neuvosto 12.10.2015 tehdyn päätöksen pohjalta ja hanke muodostuu konsortiosta, johon kuuluu tutkijoita yliopistoista ja tutkimuslaitoksista. Mutta ennen kuin esittelen heidät ja hankkeen tarkemmin, kerron lyhyesti mistä kaikki alkoi.

BCDC Energia -tutkimushankkeen tarinassa edetään monitieteisestä tutkimuksesta kohti tieteidenvälistä tutkimuksen tavoitteita.

Lahjakkaasta opiskelijasta
tutkimusjohtajaksi

Lahjakkaista oppilaista kaikki tietysti alkaa, niin kuin yliopistomaailmassa useimmiten. Maria Kopsakangas-Savolainen, joka on nyt BCDC:n toinen tutkimusjohtaja, kiinnostui sähkömarkkinoista jo opiskeluaikanaan ja teki pro gradunsa sähkömarkkinoiden vapautumisesta ja jatkoi tätä teemaa myös väitöskirjassaan. Tämän jälkeen ryhdyimme yhdessä tutkimaan sähkömarkkinoiden tehokkuutta erityisesti jakelutehokkuuteen keskittyen. Sähkömarkkina jakautuu kilpailun vapauttamisen jälkeen kilpailulliseen tuotantosektoriin ja monopoleina toimiviin jakeluyhtiöihin. Näiden on toimittava erillisinä yhtiöinä, mutta jakelua ei ole mielekästä kilpailuttaa, koska useiden rinnakkaisten jakeluverkkojen rakentaminen ei ole taloudellisesti mielekästä. Jakeluyhtiöt ovat niin kutsuttuja luonnollisia monopoleja ja niitä on syytä säädellä. Asetimme tutkimuskysymykseksi, kuinka jakeluyhtiöiden erilaiset toimintaolosuhteet pitäisi huomioida niiden säätelyssä? Osoitimme, kuinka pitkien etäisyyksien ja kovien olosuhteiden alueella toimivien yhtiöiden säätelyolosuhteet poikkeavat muista.

Tämän jälkeen kiinnostuimme tuotantopuolesta ja asetimme uuden tutkimuskysymyksen, kuinka reaaliaikaisen hinnoittelun yleistyminen vaikuttaa sähkömarkkinan toimintaan? Muodostimme pohjoismaisen sähkömarkkinan simulointimallin, jonka avulla osoitimme, kuinka reaaliaikainen hinnoittelu, tullessaan lisääntyvästi sopimuksiin liitetyksi, tehostaa markkinaa, mutta aiheuttaa eri osapuolille hyvin erilaisia vaikutuksia. Kasvihuonekaasujen päästöjen ja kuluttajien taloudelliselle hyvinvoinnille ei näytä löytyvän yhteistä kehitystietä.

BCDC Energia -tutkimushankkeen tarinassa edetään monitieteisestä tutkimuksesta kohti tieteidenvälisen tutkimuksen tavoitteita.

Uusia elementtejä sähkömarkkinoille

Tästä oivalsimme, että sähkömarkkinan kehittämiseen tarvitaan uusia elementtejä. Samaan aikaan tekninen kehitys nopeassa tahdissa mahdollistaa näiden puuttuvien elementtien käyttöön ottoa. Älykkäiksi muuttuvat verkot mahdollistavat kaksisuuntaisen liikenteen ja siten pientuottajien uudenlaisen osallistumisen markkinan toimintaan. Kasvihuonepäästöjen pieneneminen puolestaan edellyttää uusiutuvien luonnonvarojen – tuulen ja auringon – laajempaa käyttöönottoa. Niiden lisääntynyt käyttö puolestaan luo sähkömarkkinoille uuden epävarmuuselementin, tuuleen ja aurinkoon perustuva tarjonta on sääolosuhteille altista ja siten vaihtelevaa. Niinpä asetimme uuden tutkimuskysymyksen, kuinka tästä teknisesti kehittyneestä älykkäästä verkosta yhdessä yhä lisääntyvän vaihtelevan tuotannon kanssa voidaan tehdä yhtä aikaa mahdollisimman kustannustehokas ja kasvihuonekaasupäästöjä minimoiva?

Nyt pääsemmekin sitten Strategisen tutkimusneuvoston hankkeemme kimppuun. Tutkimusneuvoston ensimmäiseen avoimeen hakuun sisältyi ohjelma nimeltään Teknologia murros ja uudet instituutiot. Asettamamme tutkimuskysymys asettuu luonnollisesti tämän ohjelman teeman sisään. Tämän yksinkertaisen oivalluksen lisäksi on saman tien ilmeistä, että taloustieteilijät eivät tätä asetettua tutkimusongelmaa yksin ratkaise. Keitä siis tarvitsemme mukaan? Selvää on, että älykkään verkon hallintaan tarvitaan kovan luokan ICT-osaamista. Kaikeksi onneksi yliopistossamme toimii tämän alan johtava tutkimusyksikkö Centre for Wireless Communications (CWC). Kysyimme keskuksen johtajalta professori Matti Latva-aholta, olisiko hän kiinnostunut. Matti kertoi heidän jo tutkivan älykkäitä verkkoja ja oli heti kiinnostunut.

BCDC Energia -tutkimushankkeen tarinassa edetään monitieteisestä tutkimuksesta kohti tieteidenvälisen tutkimuksen tavoitteita.

Ilmatieteilijät ja pilvipalvelut

Keitä vielä? Toimiakseen tehokkaasti laajaa vaihtelevaa tuotantoa hyödyntävä verkko tarvitsee mahdollisimman tarkkoja sääennusteita, jotta tuotannon ennustettavuus on parasta mahdollista tasoa. Siispä mukaan tarvitaan meteorologeja ja Ilmatieteen laitos. Suomen tuuliatlaksen mallintamisessa keskeisesti mukana ollut yksikönjohtaja Sami Niemelä oli heti kiinnostunut ja lupasi tulla mukaan.

Tässä vaiheessa oli selkiytynyt, että kustannustehokas ajatellun kokonaisuuden hallinta edellyttää omaa kauppapaikkaa, jossa huomioidaan tuulen ja auringon vaihtelevuus, pientuottajien omat tuotantopäätökset sekä vielä kuluttajien halu olla mukana ja tarjota tarpeen mukaan myös omaa kysyntävastettaan. Tämä kauppapaikka on tietysti toteutettava pilvipalveluna, jotta vastaamme teknologiamurroksen haasteeseen. Professori Jussi Kangasharju ryhmineen on Suomen johtavia pilvipalveluiden ja tietoliikenteen ohjelmointiin keskittyviä ryhmiä. Lähtisikö Jussi mukaan? Hän kertoi heti kiinnostuksestaan hanketta kohtaan. Jussi lisäsi myös, että hänen ryhmänsä kasvattaa jo tällä hetkellä chilejä servereistä kasvihuoneeseen saadulla lämmöllä Kumpulan kampuksen toimitalon katolla. Wau!

BCDC Energia -tutkimushankkeen tarinassa edetään monitieteisestä tutkimuksesta kohti tieteidenvälisen tutkimuksen tavoitteita.

Mukaan matkalle

Siis tiimi on kasassa ja töihin? Hetkinen, hetkinen, luetaanpa vielä hakukuulutus. Sen mukaan hankkeiden toteutuksessa vuorovaikutuksella eri tahojen kanssa on keskeinen rooli ja hankesuunnitelmia arvioidaan ensivaiheessa vuorovaikutussuunnitelman perusteella. Mitä tämä muodostunut tiimi tietää vuorovaikutuksesta? Eipä juuri mitään. Onneksi Oulun yliopiston professori Maija-Leena Huotari, joka on alansa johtavia tietojohtamisen tutkijoita maassamme ja kansainvälisestikin, oli juuri saanut laajan opetus- ja kulttuuriministeriön Lukuinto-ohjelman päätökseen. Yhdessä kasvatustieteilijöiden kanssa he onnistuivat luomaan kirjasto- ja kouluyhteistyöhön laajan vuorovaikutteisen Lukuinto-yhteisön. Hän innostui heti työstä uuden BCDC Energiayhteisön luomiseksi.

Käytimme keväällä aika paljon aikaa tutkimussuunnitelman hiomiseen ja työ kannatti, sillä saimme tosiaan myönteisen rahoituspäätöksen vuosille 2015 – 2016 – 2017. Hanke on hyvin lähtenyt käyntiin ja näillä sivuilla tulemme aika ajoin kertomaan kuinka olemme edistyneet. Kutsumme kaikki asiasta kiinnostuneet mukaan tälle matkallemme. Kuten sanottua vuorovaikutus on keskeisessä roolissa hankkeessamme ja niinpä myös kuulemme asiallisia ehdotuksia ja kommentteja herkällä korvalla. Tulkaa siis mukaan tähän seikkailuun uuden ja paremman maailman luomiseksi!”

– Tutkimusjohtaja Rauli Svento

Lue lisää syventävästä raportista